TUTORIAL DE CARTOGRAFIA GEOMORFOLÓGICA. ARCGIS 9.2 e ENVI 4.0

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1 ISSN Revista Geográfica Acadêmica TUTORIAL DE CARTOGRAFIA GEOMORFOLÓGICA ARCGIS 9.2 e ENVI 4.0 Thallita Isabela Silva Sílvio Carlos Rodrigues Universidade Federal de Uberlândia Instituto de Geografia Laboratório de Geomorfologia e Erosão dos Solos Programa Institucional de Bolsas do Ensino de Graduação PIBEG UBERLÂNDIA, 2009

2 SUMÁRIO INTRODUÇÃO 3 1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICO-METODOLÓGICA Cartografia Geomorfológica Proposta de cartografação geomorfológica de Jurandyr L. S. Ross (1992) Tecnologias para a elaboração de documentos cartográficos 8 2. VISÃO GERAL DOS SOFTWARES EMPREGADOS Ambiente ArcGIS AcCatalog ArcMap ArcToolbox Ambiente ENVI MONTAGEM DA BASE DE DADOS Download da base geológica Download SRTM EXECUÇÃO DE TAREFAS NOS PROGRAMAS ArcGIS 9.2 e ENVI Programa ArcGIS Iniciando o ArcMap (ArcGIS) Importando arquivos Criando polígonos Utilizando a ferramenta Clip (Recortar) Delineando as Unidades Morfoestruturais Criando o TIN Trabalhando a elevação (elevation) Trabalhando a declividade (slope) Programa ENVI Iniciando o ENVI Gerando a imagem Shaded Relief 42

3 5. CRIAÇÃO DAS UNIDADES MORFOESCULTURAIS (ArcGIS) Classificação por Máxima Verossimilhança Separando as Unidades Morfoestruturais Separando por Unidades Morfoestruturais a Imagem Classificada, a Imagem da SRTM e a Imagem Sombreada Analisando cada Unidade Morfoestrutural Unidade Morfoestrutural Bacia Sedimentar do Paraná Unidade Morfoestrutural Bacia Sedimentar do São Francisco Unidade Morfoestrutural Bacia Sedimentar Cenozóica Unidade Morfoestrutural Faixa de Dobramentos Unidade Morfoestrutural Intrusões Dômicas/Ígneas Finalizando o mapa de Unidades Morfoesculturais CRIAÇÃO DE LAYOUTS DE IMPRESSÃO/VISUALIZAÇÃO REFERÊNCIAS 63

4 INTRODUÇÃO Este tutorial objetiva a orientação de estudantes, para a confecção de um mapeamento geomorfológico. Será apresentado o referencial teórico-metodológico acerca da cartografação do relevo e os procedimentos operacionais realizados com o auxílio de técnicas de Geoprocessamento utilizando, principalmente, o programa ArcGIS 9.2 e de modo secundário, o ENVI 4.0, através de um passo-a-passo ilustrado. Tal trabalho é resultado de bolsa de iniciação científica, financiada pelo Programa Institucional de Bolsas do Ensino de Graduação PIBEG e subsidiada pelo Laboratório de Geomorfologia e Erosão dos Solos LAGES, ambos da Universidade Federal de Uberlândia. 3

5 1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICO-METODOLÓGICA 1.1. Cartografia Geomorfológica A ciência cartográfica constitui-se numa importante ferramenta para as Ciências da Terra (Geociências), pois compreende a representação do espaço, das diversas variáveis que compõem a superfície terrestre, enfocando múltiplos aspectos tal qual a necessidade do pesquisador. Sabendo-se que a história dos mapas é mais antiga que o próprio advento da escrita, compreende-se que desde as épocas remotas, os mapas exerciam grande importância na vida dos seres humanos. Segundo Rosa (2004), a produção de mapas cresce proporcionalmente ao crescimento da população, de forma a atender seus interesses nos mais variados ramos de atividade. Isso nos mostra que a ciência cartográfica é indispensável e está em constante aperfeiçoamento. No caso da Geomorfologia, que, de acordo com Guerra (1972), é a ciência que estuda as formas do relevo, a sua gênese, estrutura, natureza das rochas, o clima da região e as diferentes forças endógenas e exógenas que, de forma geral, entram como fatores modeladores do relevo terrestre; a cartografia geomorfológica torna-se um dos mais importantes meios de comunicação e análise dos resultados obtidos para essa ciência. As diversas análises geomorfológicas, as quais foram citadas anteriormente, tornam-se muito mais ricas, lógicas e melhor entendidas quando acompanhadas de documentos cartográficos nos quais estejam espacializadas. Conforme Doné (1981): Através de cartas são mostradas claramente os objetos e fenômenos estudados e suas correlações, auxiliando na ordenação do espaço, no grupamento dos diversos fatos geomorfológicos e na caracterização regional. São indispensáveis para o conhecimento científico e para as atividades práticas durante diversas etapas de pesquisa, exploração e modificação da superfície da terra pela sociedade. (p.85) Os mapas geomorfológicos apresentam, em contrapartida aos demais mapas temáticos, um grau de complexidade maior no sentido da representação dos elementos indispensáveis para a análise geomorfológica, uma vez que, de acordo com Ross (2007), apesar da comunidade de geomorfólogos apresentarem unanimidade de conteúdo geral para a representação nos mapas, sendo basicamente informações sobre os tipos de formas de relevo, gênese e idade; a maior problemática que pode ser traçada é a questão 4

6 da (des) padronização da representação cartográfica, visto que ainda não se chegou a um modelo de uniformização que atendesse os diversos interesses dos estudos geomorfológicos. Segundo Ferreira (2005), desde a década de 1960 este assunto já era discutido nos encontros e comissões científicas por diversos geógrafos e geomorfólogos. Em 1981, Doné colocou que, apesar das várias discussões acerca da Cartografia Geomorfológica, ainda parecia estar longe um método unificado internacional como aquele apresentado para cartas geológicas. A mesma autora coloca a questão das diferenças freqüentes encontradas em mapas geomorfológicos no âmbito das classificações taxonômicas. Por exemplo: na Suíça, país de grande contribuição para a cartografia geomorfológica, por iniciativa de Annaheim, foi fundada em 1944 a Sociedade Geomorfológica Suíça, sendo possível para este país, montar uma legenda padrão. Outras concepções podem também ser citadas, como o sistema Tricart (francês), o sistema ITC (holandês) e o sistema das legendas padrão montadas na República Federal da Alemanha. Desta forma, ainda hoje, observa-se a falta de uma padronização que possa ser entendida e compartilhada no âmbito internacional. Também, a respeito dessa abordagem, Ferreira (2003) elabora um paralelo entre alguns dos sistemas da Cartografia Geomorfológica, destacando a metodologia de Ross e de Salome & Van Dorsser, este último que apresenta uma comparação entre seis modelos de representação cartográfica do relevo de uma mesma área, mostrando e comparando os diferentes resultados obtidos pelas diferentes técnicas (SOUZA, 2006). No Brasil, podemos citar o Projeto RADAMBRASIL, cujo objetivo foi o mapeamento integrado dos recursos naturais renováveis e não renováveis do Território Brasileiro a partir da interpretação de imagens de radar e de outros sensores (RADAMBRASIL, 1983), como também os pressupostos teóricos de Jurandyr L. S. Ross (1992), em cujo trabalho: a preocupação básica é nortear a execução de estudos técnicos de caráter geomorfológico engajado ao planejamento sócio-econômico e ambiental com a utilização de imagens de radar e satélites e o controle sistemático de campo. Tem como fim a geração de uma cartografia geomorfológica integrada de leitura direta e que subsidie o planejamento ambiental em espaços físico-territoriais de diferentes dimensões. (ROSS, 1992) 5

7 Além disso, podemos citar a dissertação de mestrado de Souza (2006), que se intitula: Representação gráfica de feições lineares do relevo em meio digital: proposta de aplicação de simbologia linear na cartografia geomorfológica. Neste estudo o autor coloca a questão da despadronização existente na Cartografia Geomorfológica enfocando os aspectos ligados aos avanços da informática e elabora simbologias que representam as características do relevo, na proposta de uma padronização dos elementos semiológicos. A Cartografia Geomorfológica, atualmente, têm ganhado grandes contribuições a partir da evolução tecnológica. As novas tecnologias, calcadas no Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento, oferecem à Geomorfologia recursos imprescindíveis para o êxito de várias pesquisas. Observa-se, no entanto, que essa área não dispõe de muitos recursos didáticos que possibilitem um melhor aprendizado, ou seja, é praticamente escasso, documentos e/ou trabalhos que facilitem o aprendizado de Cartografia Geomorfológica, e ao mesmo tempo em que tragam metodologias e técnicas de mapeamento voltadas para o público estudantil. Para subsidiar a elaboração do mapeamento geomorfológico neste tutorial, tomase como referencial metodológico os pressupostos de Jurandyr L. S. Ross (1992) que serão descritos a seguir Proposta de cartografação geomorfológica de Jurandyr L. S. Ross (1992) A cartografação geomorfológica deve mapear concretamente o que se vê e não o que se deduz da análise geomorfológica, portanto em primeiro plano os mapas geomorfológicos devem representar os diferentes tamanhos de formas de relevo, dentro da escala compatível. Em primeiro plano deve-se representar as formas de diferentes tamanhos e em planos secundários, a representação da morfometria, morfogênese e morfocronologia, que têm vínculo direto com a tipologia das formas. (Ross, 1992:25) De acordo com a citação acima, pode-se dizer que a escala de abordagem é um item essencialmente importante para as análises geomorfológicas, desta forma, trabalhar-se-á com uma escala relativamente pequena (1: ), o que garantirá a representação de compartimentos maiores do relevo, como as Unidades Morfoestruturais e as Unidades Morfoesculturais, que serão descritas em conseguinte. 6

8 Ross (1992) propõe a classificação taxonômica do relevo que apóia-se fundamentalmente no aspecto fisionômico das diferentes formas e tamanhos de relevo, baseado na gênese e na idade dessas formas, tendo em vista o significado morfogenético e as influências estruturais e esculturais no modelado. A classificação em táxons se dá da seguinte maneira: 1º táxon: Unidades Morfoestruturais. É a maior forma de relevo, sua idade e história genética são mais antigas que as Unidades Morfoesculturais esculpidas em seu interior. Exemplo: Bacia Sedimentar do Paraná. 2º táxon: Unidades Morfoesculturais. São de dimensões inferiores às das Unidades Morfoestruturais, e com idade bem menor. Exemplos: Planalto Paranaense, Depressão Periférica paulista. 3º táxon: Unidades Morfológicas ou de Padrões de Formas Semelhantes. Estas retratam um determinado aspecto fisionômico decorrente das influências dos processos erosivos mais recentes e posteriores àqueles que esculpiram os planaltos e depressões. Exemplos: Padrão em morros, Padrão em colinas. 4º táxon: Tipos de formas de relevo. Referem-se a cada uma das formas de relevo encontradas nas Unidades Morfológicas ou de Padrões de Formas Semelhantes. Exemplo: Em um Padrão em morros, cada morro que faz parte desse padrão possui características que o diferencia dos demais. 5º táxon: Tipos de Vertentes. Representa os tipos de vertentes contidas em cada forma de relevo, sendo assim, de gênese e idade mais jovens. Exemplos: vertentes côncavas, convexas, aguçadas, etc. 6º táxon: Formas de processos atuais. Refere-se às formas de relevo bem menores e muito mais recentes, que surgem ao longo das vertentes por processos geomórficos e até mesmo por ação antrópica. Exemplos: sulcos, ravinas, voçorocas. As Unidades Morfoestruturais constituem as estruturas que sustentam o relevo, o qual demonstra um aspecto escultural que remonta a ação do tipo climático atual e pretérito que atuaram/atuam na estrutura. Os aspectos esculturais constituem as Unidades Morfoesculturais. Sendo assim, as morfoestruturas e morfoesculturas são resultados da ação dinâmica dos processos endógenos e exógenos. (ROSS, 1992) A proposta da classificação em táxons constitui a base teórico-metodológica, levantada pelo autor em questão, que apresenta também em seu trabalho, os procedimentos técnicos e operacionais de cartografação inspirados no Projeto RADAMBRASIL. 7

9 Os conjuntos de Padrões de Formas Semelhantes foram classificados segundo conjuntos de letras símbolos acompanhados por um conjunto numérico. Os padrões de formas podem ser de Acumulação, representadas por planícies de diversas gêneses (planícies fluviais, planícies marinhas, etc.) e de Denudação, ou seja, esculpidas pela erosão, como morros, colinas, serras, entre outros. De acordo com Ross (1992), é possível fazer a leitura dos índices dos graus de entalhamento dos vales, bem como estabelecer a dimensão interfluvial média dos mesmos. Desta forma, Ross se inspirou nos trabalhos do RADAMBRASIL, e elaborou a Matriz dos Índices de Dissecação do Relevo da seguinte forma: Grau de entalhamento dos vales (classes) Muito grande (1) > Grande (2) a Dimensão interfluvial média (classes) Média (3) 750 a Pequena (4) 250 a 750 Muito pequena (5) <250 Muito fraco (1) < 20 m Fraco (2) 20 a 40 m Média (3) 40 a 80 m Forte (4) 80 a 160 m Muito forte (5) > 160 m Quadro 01: Matriz dos índices de dissecação do relevo. Fonte: ROSS, Assim, as identificações dos Padrões de Formas Semelhantes são extraídas da Matriz dos Índices de Dissecação do Relevo, sendo que, as formas Agradacionais (acumulação), são representadas pela letra maiúscula A acompanhadas de duas outras letras que determinam a gênese e o processo de geração da forma de agradação, por exemplo: Apf (Forma Agradacional de planícies fluviais), Apm (Forma Agradacional de planícies marinhas). Estas formas não recebem os algarismos, pois não apresentam dissecação por erosão. Já as formas Denudacionais (dissecação) são representadas pela letra D e também acompanhadas de outras duas letras que indicam o processo morfogenético gerador da forma, que podem ser: (a) topos aguçados, (c) convexos, (t) tabulares ou (p) absolutamente planos. A combinação dessas letras juntamente com os algarismos da Matriz (Figura 1), informa o tipo de modelado presente. Por exemplo: Da32, significa forma denudacional de topo aguçado com entalhamento de vale de índice 3 (20 a 40 m) e dimensão interfluvial de tamanho grande 2 (700 a 1500 m). 8

10 Os tipos de vertentes são identificados da seguinte maneira: Ve (vertente tipo escarpa), Vc (tipo convexa), Vr (retilínea), Vcc (côncava), Vpp (em patamares planos), Vpi (em patamares inclinados), Tc (topos convexos), Tp (topos planos), entre outras Tecnologias para a elaboração de documentos cartográficos As últimas décadas têm sido marcadas por grandes avanços tecnológicos, desde a invenção dos microcomputadores até a elaboração dos mais sofisticados softwares e hardwares que integram a gama de benefícios gerados a partir das inovações da ciência. Uma área que vêm se destacando é a do Sensoriamento Remoto, o qual permite a obtenção de informações de objetos ou alvos, sem que se tenha contato físico com os mesmos, envolvendo basicamente duas fases: a fase de aquisição e a fase de utilização de dados. Na primeira, são fornecidas informações acerca da radiação eletromagnética, dos sistemas sensores, do comportamento espectral dos alvos, entre outros. Na segunda fase, têm-se as diferentes possibilidades de utilização dos dados, tanto para a Geomorfologia, quanto para a Geografia como um todo e outras ciências como a Geologia, Pedologia, Hidrologia, Agronomia, etc. (ROSA, 2004). Desta forma, as técnicas de Sensoriamento Remoto propiciam de maneira rápida, precisa e segura a aquisição dos dados de uma dada área de interesse. O Geoprocessamento, termo amplo que abrange diferentes técnicas de tratamento e manipulação de dados geográficos a partir da utilização de programas computacionais, oferece como uma de suas técnicas o SIG (Sistema de Informação Geográfica), que integra operações convencionais de bases de dados, com possibilidades de seleção e busca de informações e análise estatística, conjuntamente com possibilidades de visualização e análise geográfica oferecida pelos mapas (ROSA, 2004). Assim sendo, a utilização de SIGs têm-se intensificado no âmbito das análises geomorfológicas, uma vez que otimiza os trabalhos nessa esfera de conhecimento, a partir da premissa de que é necessário conhecer a técnica, fazer uma escolha adequada da legenda associada à escala cartográfica, além de uma eficaz interpretação visual dos fatos geomórficos e de sua gênese (SOUZA, 2006). Com relação aos produtos de Sensoriamento Remoto, gerados a partir de sensores que captam a radiação eletromagnética refletida ou emitida por alvos terrestres ou atmosféricos, os mesmos podem ser classificados de acordo com os tipos de 9

11 sensores, ativos (emissores e receptores de ondas) e passivos (apenas receptores de sinais). Os sensores ativos podem apresentar visada vertical e vertical/lateral em relação à superfície, como é o caso do RADAR, termo que significa Radio Detection and Ranging (detecção e medição de distâncias por ondas de rádio) (CARVALHO E BAYER, 2008). De acordo com Rosa (2007), o princípio básico de funcionamento de um radar ativo é a emissão de sinais de rádio, sendo que tais sinais são refletidos pelos objetos e retornam ao sensor, para o processamento do tempo decorrido entre a emissão e recepção. Tal sensor apresenta uma grande vantagem, pois sendo um sensor ativo tem a possibilidade de operar à noite, além de não depender das condições atmosféricas. Os produtos SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), traduzido como Missão Topográfica de Radar Transportado, constituem parte do conjunto de imagens de Radar, sendo que apresentam sensores com visada vertical e lateral, com capacidade de reproduzir três dimensões espaciais do relevo: latitude, longitude e altitude (x, y, z), ou seja, trata-se de um modelo digital do terreno (CARVALHO e BAYER, 2008). Atualmente, nota-se o uso crescente dos dados matriciais de SRTM, que pode servir como apoio em estudos geológicos, hidrológicos, ecológicos, geomorfológicos, entre outros. Em particular, no caso da Geomorfologia, observa-se nessas imagens um bom aparato para análises quantitativas e/ou qualitativas do relevo, que, conforme Carvalho e Bayer (2008), são importantes especialmente na confecção de perfis topográficos, mapas de hipsometria e declividade, além de outros produtos relacionados à topografia. Este tipo de produto é bem operacionalizado no ArcGIS, um conjunto de programas que constituem um SIG, desenvolvido pela ESRI. A seguir, iremos tecer uma visão geral dos softwares empregados na execução deste tutorial, sendo importante ressaltar que o mesmo centraliza-se no programa ArcGis 9.2, no entanto, outro software será trabalhado para execução de funções que não se desenvolvem da maneira desejada neste último. Assim, podemos citar o programa ENVI 4.0 que nos auxiliará melhor em determinadas funções. 10

12 2. VISÃO GERAL DOS SOFTWARES EMPREGADOS 2.1. Ambiente ArcGIS A plataforma ArcGIS baseia-se na estrutura de três aplicativos: ArcCatalog, ArcMap e ArcToolbox. A utilização destas três sub-aplicações permite ao utilizador desempenhar qualquer tarefa simples ou complexa, incluindo a gestão de dados geográficos, construção de cartografia, análise espacial, edição avançada de dados ou ligação a base de dados externas (TROCADO, 200-?). A versão utilizada para este tutorial foi o ArcGIS ArcCatalog Este aplicativo permite a gestão das informações geográficas, ou seja, é um gerenciador de arquivos, onde se inicia muitos projetos de gestão de dados geográficos. O ArcCatalog é o local onde se é possível criar e manejar arquivos e pastas, possui funcionalidades similares ao Windows Explorer, na realização de tarefas como: visualizar, copiar, mover, recortar, renomear, deletar, etc., ou ainda funções espaciais específicas como: criar e editar metadados, visualizar o conteúdo dos dados espaciais e tabelas, conectar-se a servidores de dados espaciais, além da interação com os outros módulos. Ainda no ArcCatalog é possível fazer pesquisas para localizar os dados, baseadas no nome, no local ou nos metadados. A figura a seguir representa a janela de trabalho do ArcCatalog: 11

13 ArcMap O ArcMap constitui um aplicativo de visualização, análise, edição e exportação de mapas. É nele que será definida a informação a ser estudada e a forma de visualização, sendo que, neste local qualquer conjunto de dados (geográficos e/ou alfanuméricos) são acrescidos em formato de layer. O ArcMap é um conjunto de layers de informação no qual é possível executar um conjunto de funcionalidades. Um layer representa um conjunto homogêneo de entidades geográficas existente numa determinada fonte. Como exemplo podemos citar que numa sessão ArcMap pode existir um layer representando as unidades da federação de um país, outro que represente a rede de drenagem, outro representando as rodovias, entre outros. A figura a seguir representa a janela de trabalho do ArcMap: ArcToolbox O ArcToolbox é o aplicativo de geoprocessamento propriamente dito, ou seja, é nele que é disponibilizado acesso a todas as funcionalidades de processamento de dados. Ele oferece mais de 100 ferramentas para este tipo de utilização, sendo usado na 12

14 análise de informações georreferenciadas conforme o interesse da pesquisa. Grande parte das ferramentas disponíveis neste módulo propõe-se a resolver questões como conversão entre formatos de dados, execução de operações de análise espacial, operações de transformação de coordenadas entre diferentes sistemas e operações de construção de topologia. A figura seguinte representa o ArcToolbox com seu conjunto de funcionalidades: 2.2. Ambiente ENVI O programa Envi apresenta uma interface gráfica de uso ("Graphical User Interface", GUI) que possibilita interações gráficas entre as funções e os dados com grande facilidade. O software possui várias ferramentas capazes de extrair diversos produtos das imagens da SRTM, semelhantes aos produtos também extraídos através do software ArcGIS, além de inúmeras funções relacionadas ao processamento de imagens. Para ter acesso ao manual completo do ENVI, basta acessar o link: < Aqui não entraremos em detalhes acerca das diversas funcionalidades do ENVI 4.0, pois, em princípio, utilizaremos apenas uma de suas ferramentas: a geração de Shaded Relief (Relevo sombreado), que se mostrou mais adequada às nossas análises, do que o modelo sombreado gerado a partir do ArcGIS. A seguir serão apresentadas as principais janelas existentes no programa ENVI 4.0. Ao abrir o programa, inicialmente aparece somente o seu menu principal, a partir do qual o usuário tem à sua disposição toda funcionalidade do ENVI, sem ter que 13

15 chamar módulos a parte. Recomenda-se deixar essa barra de menu sempre visível, na parte superior da tela.¹ O menu da janela gráfica (ou menu do display), estará disponível sempre que for aberta uma imagem (através do comando Arquivo -> Abrir Imagem... ). Ele encontra-se acima da imagem e é idêntico ao mostrado na figura abaixo. O menu da janela gráfica controla todas as funções de tela, como "linkar" imagens, examinar perfis, tratar imagens com aumento de contraste, produzir superposições, definir regiões de interesse, determinar as características das janelas de visualização e gravar as imagens em diferentes formatos de saída e fazer a impressão, localizar a posição de pixel, editar pixels (espacialmente e espectralmente), carregar dispersogramas e animações, etc. ¹ A janela principal mostra a imagem na resolução total (um pixel da imagem/corresponde a um pixel na tela), que/depende da resolução gráfica da tela e da placa de vídeo do computador. A moldura vermelha mostra o tamanho da janela de ampliação. ¹ A janela global ou Scroll Window apresenta a imagem completa em resolução reduzida; a moldura vermelha indica a parte da imagem correspondente à janela 14

16 principal. A parte da imagem visualizada em resolução verdadeira na janela principal pode ser selecionada clicando e arrastando a moldura vermelha na janela global, ou simplesmente clicando com botão esquerdo no pixel que você quer centralizar na imagem principal. ¹ A janela de ampliação ou Zoom window mostra a imagem ampliada. O fator de ampliação é mostrado no topo da janela ao lado de "Zoom"; clicar com o botão esquerdo nos quadradinhos vermelhos diminui ou aumenta + o fator do zoom. 1 Dados Ltda. 1 Trechos extraídos do Guia do Envi em Português Sulsoft Serviços de Processamento de 15

17 3. MONTAGEM DA BASE DE DADOS Para a confecção do mapa geomorfológico, objetivo deste tutorial, é necessária uma base de dados previamente estabelecida. Esta base será constituída de informações necessárias para a análise geomorfológica, como se segue: base geológica, para a construção do mapa de compartimentação morfoestrutural; base hidrográfica, referente à rede de drenagem; imagem SRTM, referente ao modelo digital de elevação (DEM), o qual nos permite obter informações em três dimensões espaciais (x, y, z). Primeiramente, crie um diretório específico para o armazenamento e manejo dos dados que serão obtidos. No menu Iniciar, procure Meu Computador, em seguida Disco Local, que pode ser C: ou D:, entre outros, dependendo da configuração atual do computador do usuário. Dentro do disco local, crie uma nova pasta e nomeie-a como, por exemplo, base_dados. Criado então o diretório específico, que servirá para uma melhor adequação aos passos descritos nesta apostila, partiremos para a busca dos dados na internet. A figura a seguir apresenta a localização da área selecionada para este tutorial, mas mostra também, as diversas opções disponíveis, dentro do estado de Minas Gerais, caso o usuário deseje utilizar outra área para realizar os testes aqui propostos. É importante ressaltar que a base geológica, cujo download será descrito posteriormente, inicialmente será de toda a extensão do território de Minas Gerais, visto que a mesma não está disponibilizada na articulação de 1:

18 3.1. Download da base geológica A base geológica, juntamente com a rede de drenagem, pode ser adquirida no site do Serviço Geológico do Brasil CPRM: < Nesta página, prossiga até o link GEOBANK, na aba Destaque no lado direito da tela. Na sequência, o usuário será direcionado a uma nova janela, na qual, na opção Downloads deverá selecionar Arquivos Vetoriais. 17

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20 Após esse procedimento, o usuário será direcionado para uma nova página, onde o mesmo deverá criar um cadastro e, assim, depois de fazer o login, será direcionado para outra página onde poderá fazer os downloads do seu interesse, sendo que, para essa apostila, deverão ser utilizados os arquivos referentes ao Estado de Minas Gerais. Na nova página, prossiga ao seguinte: Grupos de Mapas > Mapas Geológicos Estaduais > Minas Gerais. Aguarde o início do download e salve o novo arquivo no diretório criado anteriormente. Será necessário fazer o download, também, do mapa do estado de São Paulo, pois conforme se verificará posteriormente, a área selecionada para a aplicação do tutorial, correspondente à folha SE-23-Y-C, abrange uma pequena área do estado paulista (o que pode ocorrer ou não, dependendo das áreas que se desejam mapear). Os arquivos deverão ser salvos no diretório específico Download SRTM As imagens SRTM, são facilmente encontradas no site da EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuárias, Brasil em Relevo: < Neste site, clique no link Dados para download. 19

21 Em seguida, abrirá uma página de Download do SRTM, onde deverá ser selecionado o Estado referente à área de estudo. Selecione MG. Abrirá uma imagem do estado com a articulação compatível com a escala 1: , sendo que os modelos se encontram no Sistema de Coordenadas Geográficas e Datum WGS84. Basta clicar sobre uma das cartas articuladas, para que abra a página de download da mesma. Neste caso, selecione a Carta SE-23-Y-C. Após ter feito o download, salve o arquivo no diretório específico já criado. 20

22 4. EXECUÇÃO DE TAREFAS NOS PROGRAMAS ArcGIS 9.2 e ENVI Programa ArcGIS Iniciando o ArcMap (ArcGIS) Para iniciar o programa ArcMap, no menu Iniciar do computador, prossiga até Todos os programas > ArcGIS, e em seguida clique sobre ArcMap. Assim que o programa inicializar, será possível definir a abertura de um novo mapa (A new empty map) ou de um projeto já existente (An existing map). Iremos iniciar o novo projeto, então selecione a opção A new empty map. É necessário, neste primeiro passo, acertar as configurações das unidades de trabalho e o sistema de projeção cartográfica mais adequada para o tipo de trabalho que se quer realizar. Nesta apostila, a base de dados utilizada será trabalhada com o Sistema de Coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercator). Esse sistema é baseado em coordenadas métricas, definidas para cada um dos 60 fusos divididos em 6 longitudinais cada um. É importante que o usuário, quando da utilização do sistema 21

23 UTM, conheça a zona de localização da área de estudo e esteja ciente dos metadados referentes aos seus arquivos. O datum referente é o WGS 1984 para o fuso 23, que corresponde à área a ser mapeada. Na barra de menus,, clique em View > Data Frame Properties, em conseguinte abrirá uma nova janela, onde deverá ser selecionada a aba Coordinate System > Select a Coordinate System > Prefefined > Projected Coordinate System. Na sequência, ao mostrar os itens da opção Projected Coordinate Systems, selecione Utm e escolha o tipo de datum que mais se adéqua aos seus dados. Neste caso, deve-se selecionar WGS 1984 > WGS 1984 UTM Zone 23S > Ok. 22

24 Outro passo importante necessário é a habilitação de todas as extensões do programa ArcMap. Para tal, na barra de ferramentas superior, em Tools, vá em Extensions e na nova janela habilite todas as extensões existentes. Assim feito, clique em Close Importando arquivos Uma vez configurado o sistema de projeção, iremos agora, importar os arquivos necessários. Para isso, clique no ícone Add Data,, localizado na barra de ferramentas superior. Abrirá uma nova janela, em que o usuário deverá buscar o diretório que armazena seus arquivos. Conforme fora explicado anteriormente, para o mapeamento da Folha SE-23-Y-C é necessário a utilização dos arquivos dos estados de Minas Gerais e São Paulo, portanto, o usuário deverá conter dentro do diretório específico uma pasta para o estado de Minas Gerais e outra para São Paulo, contendo cada uma delas três arquivos, sendo eles, três pastas, a saber: Litologia, Hidrografia, Estrutura, além da imagem no formato TIF, referente à SRTM, com o nome de SE-23-Y-C. Inicialmente, trabalharemos com a confecção do mapa morfoestrutural, correspondente ao 1º táxon na classificação de Ross (1992). Desta forma, no diretório Minas Gerais importe o arquivo vetorial existente dentro da pasta Litologia, o qual se chama minas_lito.shp. Faça o mesmo com os arquivos vetoriais da pasta Hidrografia (são dois, um referente à rede de drenagem e outro à represa, sendo o primeiro em formato de linha e o segundo em polígono). Assim também deverá ser feito para os arquivos referentes ao estado de São Paulo e também com a imagem SE-23-Y- C. 23

25 Caso a imagem da SRTM apareça escura na vista do ArcMap, é preciso configurá-la. Assim, com o botão direito do mouse clique sobre a imagem na guia Layers, vá em Properties > Simbology > Stretch > Type > Minimum- Maximum > Ok. Salve o seu projeto no ícone Save pode-se nomeá-lo como Meu_projeto., no diretório específico já criado, Após a importação dos dados, iremos recortar a área de estudo, delimitada pela folha SE-23-Y-C nos demais arquivos que integram todo o estado de Minas Gerais e São Paulo. Para isso utilizaremos o ArcTollbox, representado pelo ícone, também localizado na barra de ferramentas superior. Este aplicativo, conforme já foi descrito anteriormente, é de grande importância e deverá permanecer ativo, para posteriores usos. Antes disso, é necessário criar um polígono sobre os limites da imagem SE-23-Y-C Criando polígonos Com o botão direito do mouse clique sobre a barra de ferramentas, aparecerá uma guia com diversas opções, entre as quais deverão ser selecionadas Editor e 3D Analyst. Arraste as novas guias abertas até a barra de ferramentas já existente, até que as mesmas se compactem junto às outras. 24

26 É necessário criar um arquivo shapefile no ArcCatalog, para iniciar a sua edição com os limites da imagem que se deseja. Abra o ArcCatalog e neste, procure o diretório específico para a armazenagem dos seus dados. Clique com o botão direiro do mouse, New > Shapefile e na nova janela, dê um nome para o novo Shape, como por exemplo, recorte, e em Feature Type selecione a opção Polygon e marque as opções Coordinates will contain M values. Used to store route data. e Coordinates will contain Z values. Used to store 3D data.. É importante selecionar o sistema de coordenadas do novo shape, portanto, vá em Edit e na nova janela Select > Projected Coordinate Systems > Utm > WGS 1984 > WGS 1984 UTM Zone 23S > Add > Ok. Feche o ArcCatalog. De volta ao ArcMap, na opção Add Data, importe o shape recorte, criado anteriormente. Na barra de ferramentas, em Editor selecione Start Editing, e na nova janela, procure o arquivo a ser editado, no caso recorte > Ok. 25

27 Na guia Layers, desmarque todos os arquivos, com exceção do recorte e do SE-23-Y-C. Na barra Editor, em Task selecione Create a new feature e no ícone Sketch Toll, selecione o lápis. Agora, desenhe o polígono sobre os limites da imagem SRTM, que deverá ter o formato de um retângulo, desta forma, para iniciar a edição basta clicar uma vez, em seguida clicar em cada vértice necessário e para finalizar o polígono, dê um duplo clique. Terminado o processo, prossiga até Editor > Stop Editing e salve sua edição. O polígono deverá ter essa aparência: Fique sabendo: Para modificar informações de polígonos em sua tabela de atributos, prossiga até a barra Editor > ícone Attributes, aparecerá uma pequena janela, onde é possível modificar a informação dos atributos. (Pode ser aplicado em outros casos, neste não é necessário). Para editar o retângulo criado, como modificar a cor, o tipo de preenchimento, etc., deve-se clicar com o botão direito sobre o recorte > Properties > Simbology e escolher na opção Features > Single symbol > Symbol as cores e o preenchimento desejáveis. Neste caso, pode-se escolher a opção sem preenchimento (Hollow) com a cor da linha preta. 26

28 Utilizando a ferramenta Clip (Recortar) A ferramenta Clip será utilizada para reduzir os arquivos inteiros (Litologia, Hidrografia) para o tamanho da área de interesse, referente à carta na escala 1: Na guia do ArcToolbox, selecione Analysis Tools > Extract > Clip, abrirá uma nova janela em que o usuário deverá selecionar o arquivo de entrada e o de execução do Clip. O de entrada será o arquivo que se deseja recortar e o de Clip será o arquivo que norteará o recorte. Desta forma, na opção Input features, clique na setinha à direita, onde aparecerá os arquivos vetoriais existentes, e escolha, sem uma ordem especial, por exemplo, minas_lito. Em Clip Features selecione recorte, o polígono editado anteriormente e que corresponde à área de interesse. Em Output Feature Class selecione um local no ícone para salvar o novo Clip e nomeie-o como rec_lito. Clique em Ok, assim, abrirá uma nova janela, então aguarde o procedimento concluir e clique em Close. 27

29 A imagem resultante terá esta aparência, observe que na parte baixa da imagem falta informação, que será preenchida com o recorte dos arquivos do estado de São Paulo. Faça o mesmo procedimento para os arquivos minas_unifilar e minas_bifilar, renomeando os resultados, respectivamente, como rec_hidro e rec_represa. Assim também deve ser feito com os arquivos referentes ao estado de São Paulo para preencher a parte vazia que ficou no recorte das informações de Minas Gerais, a saber: sp_lito e sp_ unifilar que deverão ser renomeados, respectivamente, rec_sp_lito e rec_sp_hidro. Os novos shapes serão inseridos automaticamente na guia Layers, desta forma, não precisa-se mais dos outros arquivos inteiros ( minas_lito, minas_unifilar, minas_bifilar, sp_lito e sp_unifilar ), podendo os mesmos serem removidos através da opção: botão direito do mouse > Remove. Obs.: Não se esqueça de sempre salvar o projeto. Os novos arquivos podem ser editados quanto à cor, tipo de informação que aparece, etc. Para mudar as cores da hidrografia, siga o mesmo procedimento mostrado para editar o polígono recorte. Já no caso do arquivo rec_lito, o mesmo apresenta diversas informações, entre as quais podemos selecionar as de interesse. Essas informações podem ser averiguadas na tabela de atributos, clicando com o botão direito do mouse sobre rec_lito > Open Attribute table. Nesta tabela é possível visualizar todas as informações disponíveis da área que abrange o arquivo. As informações que deverão ser consideradas serão explicadas no tópico seguinte. 28

30 Delineando as Unidades Morfoestruturais Conforme já foi descrito, as Unidades Morfoestruturais constituem as estruturas que sustentam o relevo, daí sua grande importância para a Geomorfologia. Para construir o mapa de compartimentação morfoestrutural, o usuário deve possuir conhecimento prévio e acumulado acerca dos aspectos referentes à Geologia e conhecer os elementos/unidades e a idade que formam uma grande estrutura para proceder às análises morfoestruturais. Para este tutorial, tais procedimentos foram previamente realizados, portanto, encontram-se aqui os resultados das análises feitas e o passo-apasso para o desenho da compartimentação morfoestrutural. Para o delineamento das Unidades Morfoestruturais, tomaremos como referência os padrões de idade (Eon) e tipo das rochas. Para tal, na guia Layers, clique com o botão direito do mouse sobre o layer rec_lito, vá em Properties, e na nova janela, em Simbology > Categories > Unique values, many fields > Value fields selecione na primeira opção EON_IDAD_M e na segunda opção selecione CLASSE_ROC, conforme o grau de aprofundamento que se deseja obter, pode-se levar em consideração, como um terceiro parâmetro, a Era geológica de determinado conjunto litológico, neste caso, a opção ERA_MAXIMA. Posteriormente, clique em Add all values e dê ok. A coloração pode ser modificada na paleta Color Ramp. E, neste caso, o mesmo procedimento deverá ser feito com o shape rec_sp_lito. 29

31 O shape aparecerá na vista do ArcMap classificado de acordo com a idade e o tipo de rocha. Pode ocorrer, em alguns casos, que as informações estejam faltando, o que pode ser solucionado bastando apenas que o usuário consulte a tabela de atributos para verificar o restante das informações referentes àquele shape ou utilizar o ícone, clicando sobre as feições desejadas. Após termos desdobrado as informações de idade e tipos de rochas, será necessário utilizar a ferramenta Dissolve que extrai e unifica as informações semelhantes em um novo shapefile. Para tal, é necessário: na guia do ArcToolbox, clicar em Data Management Tools > Generalization > Dissolve. Assim abrirá uma janela, na qual em Input features deverá ser selecionado o shape rec_lito. Logo abaixo, em Output Feature Class deve-se selecionar um local para salvar o novo arquivo Dissolve e renomeá-lo se desejar. Em Dissolve_Field(s) deve-se selecionar os atributos especificados acima: EON_IDAD_M e CLASSE_ROC, clicar em Ok e aguardar o processamento. 30

32 Agora, no novo shape, clique com o botão direito do mouse e selecione Open Attribute Table. Na tabela de atributos insira uma nova coluna através da opção Options > Add Field. Na nova janela, em Name deve-se nomear a coluna, neste caso Morfoestru, em Type selecione Text e clique em Ok. Pronto, a nova coluna será adicionada. Morfoestru Feito isso, será necessário inserir a nomenclatura das Unidades Morfoestruturais à coluna criada na tabela de atributos. Para tal, na barra de ferramentas, clique em Editor > Start Editing e na nova janela selecione o caminho do arquivo de interesse e dê ok. Assim, o comando de edição estará aberto sendo possível inserir os nomes na 31

33 tabela de atributos. Novamente, sobre o layer em edição clique com o botão direito do mouse e abra Open Attribute Table, a partir disso, basta editar na coluna Morfoestru os nomes de cada Unidade Morfoestrutural de acordo com as análises previamente realizadas acerca da idade e o tipo de rocha. Assim feito, em Editor clique em Stop Editing e salve suas edições. Para visualizar a compartimentação morfoestrutural, na janela de propriedades do layer específico, em Simbology > Categories > Unique values > Value fields selecione Morfoestru. Clique em Add all values e dê ok. Pode ocorrer que as Unidades Morfoestruturais se dividam em vários polígonos, o que pode dificultar os procedimentos que serão descritos no item 15, portanto, para resolver essa questão, utiliza-se a ferramenta Dissolve já descrita, inserindo em Dissolve_Field o atributo Morfoestru. Assim, o novo arquivo apresentará a generalização dos polígonos referentes à mesma unidade. No caso da Folha SE-23-Y-C, foi possível identificar cinco Unidades Morfoestruturais, sendo elas: Bacia Sedimentar do Paraná, Bacia Sedimentar Cenozóica, Bacia Sedimentar do São Francisco, Faixa de Dobramentos e Intrusões Dômicas/Ígneas. O novo arquivo aparecerá automaticamente na guia Layers e deverá ter essa aparência: 32

34 Criando o TIN A ferramenta Triangular Irregular Network, mais conhecida como TIN, é uma estrutura de grade triangular do tipo vetorial, apresenta topologia do tipo nó-arco que possibilita a representação de uma superfície através de um conjunto de faces triangulares interligadas. Cada um dos três vértices da face triangular armazena informações sobre a localização (x, y) e sobre os valores de altitude/elevação correspondente ao eixo z (COELHO, 2007). Para criar o TIN, precisaremos exatamente da imagem SRTM (SE-23-Y-C), a partir da qual, extrairemos as curvas de nível. Na barra de ferramentas, em 3D analyst, prossiga até Surface Analysis > Contour. Na nova janela, em Input surface selecione SE-23-Y-C, na opção Contour interval escolha o intervalo entre as curvas, neste caso, colocamos o intervalo de 50 metros, devido ao tamanho da área de interesse. Em Output features selecione o local para salvar as curvas e nomeie-as, por exemplo, curvas_nível, dê Ok e aguarde o processamento. 33

35 aparência: O arquivo será adicionado à paleta Layers automaticamente e terá essa Para prosseguir, com as curvas já geradas, clique em 3D analyst > Create Modify TIN > Create TIN From Features. Na nova janela, em Layers, marque a opção curvas_nível e em Output TIN selecione um local para salvar o TIN a ser criado, Ok. Aguarde o processamento. 34

36 A imagem criada terá essas feições: Como todos os outros arquivos, o tin também poderá ser editado. Clique com o botão direito do mouse sobre tin e selecione Properties. Na nova janela, abra a aba Simbology, desmarque a opção Edge types e remova-a ( Remove ). Na opção Add, é possível adicionar diferentes feições além da elevação (elevation), tais como a declividade (slope), o aspecto das vertentes (aspect), entre outros. Inicialmente, trataremos da elevação e declividade. Em Add, selecione a opção Face slope with graduated color ramp > Add e para fechar a janela Add renderer clique em Dismiss. 35

37 Trabalhando a elevação (elevation) Para a confecção do mapa hipsométrico (elevation), deve-se estabelecer primeiramente as classes de altimetria que mais se adéquam à área a ser mapeada. Na janela Layer Properties, deixe selecionada a opção Elevation. No quadrante Classification é possível estabelecer as classes altimétricas, sendo que, em Classes define-se o número das classes e em Classify o intervalo entre elas. Para o nosso caso, o número de classes será nove. A definição dos intervalos pode ser determinada de 100 em 100 metros. 36

38 Prossiga até Classify, abrirá uma nova janela, vá até a guia Classification > Method > Manual. Observe na guia Classification Statistics, o menor e o maior valor altimétrico, respectivamente, 500 e Desta forma, na guia Break Values, redigite as classes de 100 em 100 metros, podem-se definir as seguintes classes: Assim feito, clique em Ok. Recomenda-se fazer tal procedimento de baixo para cima, na ordem decrescente. 37

39 Ao retornar para a janela anterior, pode-se mudar as cores do mapa na opção Color Ramp, considerando, como um melhor parâmetro, cores mais fortes para as maiores altitudes e cores mais fracas para as menores. Ao clicar com o botão direito do mouse sobre as classes já estabelecidas, a opção Flip Symbols inverte a ordem das cores. Clique em Ok. O mapa hipsométrico resultante terá essa aparência: 38

40 Trabalhando a declividade (slope) O mapa de declividade tem o objetivo de demonstrar as inclinações de uma área em relação a um eixo horizontal. Serve como fonte de informações das formas do relevo, das aptidões agrícolas, riscos de erosão, restrições de uso e ocupação urbana, entre outros. Para a construção do mapa de declividade, é preciso estabelecer as classes de declive predominantes na área de interesse. O procedimento de classificação da declividade assemelha-se ao de hipsometria, pois são realizados na mesma janela de trabalho. Na guia Layers, clique com o botão direito sobre tin > Properties, e na nova janela, abra a aba Simbology, selecione a opção Slope. Iremos aqui definir as classes de declividade em cinco: Classes > 5. Para classificar os intervalos, clique em Classify. Na nova janela aberta, prossiga até Classification > Method e selecione a opção Manual. Na guia Break Values edite os intervalos de classe. Aqui, selecionamos os intervalos de 0 2, 3 5, 6 12, 13 20, Esta opção tornouse viável com a observação do gráfico que estabelece a frequência dos graus de declividade, que se apresenta na forma de porcentagem. Em Classification Statistics são apresentados os valores mínimo e máximo de declividade encontrados na imagem, 39

41 no entanto, os valores existentes apresentam erros gerados pelo próprio recorte/formato da imagem SRTM, não podendo ser levados em consideração, daí a importância da análise do gráfico de frequência. Após estabelecer as classes, clique em Ok. Ao retornar para a janela anterior, conforme já fora descrito no item antecedente, pode-se alterar a coloração do mapa na opção Color Ramp, no caso da declividade, considera-se como um melhor parâmetro, cores em degradê, mais fortes para as maiores declividades e mais fracas para as menores. Para inverter a ordem das cores, clique com o botão direito do mouse sobre as classes, e selecione a opção Flip Symbols. Além disso, pode-se alterar a quantidade de números depois da vírgula nas classes de declividade. Também clicando com o botão direito selecione a opção Format Label > Numeric < Number of decimal places e escolha zero, Ok. Em Layer properties, Ok novamente. 40

42 O mapa de declividade resultante terá essa aparência: Obs: Até aqui, geramos o mapa de compartimentação morfoestrutural, as curvas de nível e a grade triangular (TIN), editando a hipsometria e a declividade. Agora, partiremos para o programa ENVI 4.0, para gerar o Shaded Relief (modelo sombreado) e logo em seguida retornaremos ao ArcGIS para executarmos a compartimentação morfoescultural, referente ao 2º táxon na concepção de Ross (1992). 41

43 4.2. Programa ENVI Iniciando o ENVI 4.0 Obs.: Antes de iniciar o programa Envi 4.0 é necessário sair do programa ArcGis. Para iniciar o programa Envi, no menu Iniciar do computador, prossiga até Todos os programas > RSI ENVI 4.0 > ENVI. Assim que o programa inicializar, iremos importar a imagem da SRTM correspondente à área de estudo, cujo formato é Geo TIFF. Para tal, deve-se: (1) clicar em File > Open External File > Generic Formats > TIFF/Geo TIFF. Assim, devemos escolher a imagem SE-23-Y-C. Abrirá uma nova janela intitulada (2) Available Bands List, na qual deve-se selecionar as bandas da imagem para que ela apareça na tela. Neste caso, a imagem da SRTM apresenta apenas uma banda que deve ser selecionada: Band 1, em seguida deve-se escolher a opção Gray Scale (escala de cinza) e Load Band. 1 42

44 2 Após esse procedimento, a imagem aparecerá em três janelas, que já foram especificadas anteriormente Gerando a imagem Shaded Relief Faremos agora a geração do Shaded Relief através dos seguintes passos: no menu principal do ENVI, prossiga até Topographic > Topographic Modeling, abrirá uma nova janela, na qual, deve-se selecionar a Band 1 para que as informações da imagem apareçam na guia Band Information, clicar em Ok. 43

45 Logo em seguida uma nova janela será aberta, na qual, na guia Select Topographic Measures to Comput deve ser selecionada a opção Shaded Relief. Abaixo, na guia Comput Sun Elevation and Azimuth, digite o valor 30 para Elevation e 45 para Azimuth (esses valores foram selecionados por se adequarem ao resultado almejado). Na opção Enter Output File Name clique em Choose e escolha um local e um nome para salvar o novo arquivo. Pode-se nomeá-lo como Img_sombreada. Aguarde o processamento, sendo que, a nova imagem aparecerá na janela Available Bands List, selecione Shaded Relief (Band 1: SE-23-Y-C.tif) > Gray Scale > Load Band. 44

46 A imagem sombreada substituirá a anterior na tela e deverá ter essa aparência na janela principal: Com a imagem em visualização, iremos agora exportá-la para que seja possível a sua interpretação no ArcGIS. Assim sendo, no menu da janela principal, clique em File > Save Image As > Image File. Abrirá uma nova janela, na qual, em Output File Type deve-se selecionar o tipo de arquivo que se deseja exportar, neste caso, selecione TIFF/Geo TIFF. Na opção Enter Output Filename escolha o local de salvamento do novo arquivo e nomeie-o, como por exemplo, Img_sombr, clique em Ok. Após esse procedimento, termina a nossa seção no Envi, feche então o programa e volte ao ArcGIS. 45

47 5. CRIAÇÃO DAS UNIDADES MORFOESCULTURAIS (ArcGIS) 5.1. Classificação por Máxima Verossimilhança O primeiro passo para o delineamento das unidades morfoesculturais constitui-se por meio da classificação automática por máxima verossimilhança da imagem da SRTM (SE-23-Y-C). Para tal, prossiga ao ArcToolbox e em Spatial Analyst Tools selecione Multivariate > Create Signature, abrirá uma nova janela, na qual, em Input raster bands selecione a imagem da SRTM (SE-23-Y-C); em Input raster or feature sample data selecione o arquivo shape curvas_nível. A opção Output signature file mostra o nome do novo arquivo a ser criado e o seu local de salvamento (Formato *GSG), recomenda-se não alterar essa informação, mas guardá-la para posterior uso. Clique em Ok e aguarde o processamento. Logo em seguida, volte à Spatial Analyst Tools > Multivariate e selecione Maximum Likelihood Classification, na nova janela, em Input raster bands deve se colocar a imagem da SRTM (SE-23-Y-C). Em Input signature file deve-se buscar o arquivo *GSG gerado no procedimento anterior, em Output classified raster selecione o local e o nome para o salvamento do arquivo. Clique em Ok e aguarde o processamento. 46

48 O novo Raster criado será automaticamente adicionado à guia Layers e deverá ser semelhante a este: No próximo passo iremos separar as Unidades Morfoestruturais, pois desta forma se tornarão mais fáceis as nossas análises para o delineamento das Unidades Morfoesculturais de cada compartimento estrutural. Esse procedimento também será realizado posteriormente com a imagem classificada neste item, a imagem da SRTM e a imagem sombreada (Shaded Relief). 47

49 5.2. Separando as Unidades Morfoestruturais Na guia Layers deixe selecionado apenas o shape referente às Unidades Morfoestruturais (que nomeamos Unid_Morfoestrutural ). Assim sendo, selecione na barra de ferramentas o ícone Select Features para selecionar cada feição no shape existente. Sem uma ordem especial, clique sobre uma das feições (como por exemplo, a Unidade Morfoestrutural Bacia Sedimentar do Paraná). Depois, volte à guia Layers e clique com o botão direito do mouse sobre o shape Unid_Morfoestrutural > Selection > Create Layer From Selected Features. Assim, a feição selecionada será adicionada à guia de Layers, possibilitando a criação de um novo shape da Unidade individualizada. Para tal, é preciso, na guia do ArcToolbox, clicar em Conversion Tools > To Shapefile > Feature Class to Shapefile (Multiple). Abrirá uma nova janela, na qual, em Input Features deve ser selecionada a Unidade individualizada e em Output Folder deverá ser escolhido o local de salvamento. Fazer assim para cada Unidade Morfoestrutural, sendo que ao final teremos cinco novos shapes na guia Layers, referentes a todas as Unidades Morfoestruturais encontradas na área de estudo. Após esse procedimento, para facilitar o seu manejo, pode-se renomear os novos shapes criados ao clicar duas vezes pausadas sobre o nome atual na guia Layers. Podem assim ficar: Bacia Sedimentar do Paraná, Faixa de Dobramentos, Bacia Sedimentar do São Francisco, Bacia Sedimentar Cenozóica, Intrusões Dômicas/Ígneas. 48

50 5.3. Separando por Unidades Morfoestruturais a Imagem Classificada, a Imagem da SRTM e a Imagem Sombreada O procedimento de recorte de imagens Raster ocorre da seguinte maneira: na guia do ArcToolbox, clique em Spatial Analyst Tools > Extraction > Extract by Mask. Na nova janela, em Input Raster coloque a imagem inteira desejada, em Input Raster or Feature coloque a feição que se deseja extrair (no caso, as Unidades Morfoestruturais individualizadas), e em Output raster dê um nome para o novo arquivo. Primeiramente, recortaremos a imagem classificada, assim, deveremos obter cinco produtos, os quais deverão ser nomeados sempre com referência à imagem mãe, por exemplo: Bac_Par_class, Bac_Fran_class e assim por diante. A imagem da SRTM também deverá ser recortada, resultando também em cinco produtos e nomeados da mesma maneira, por exemplo, Bac_Par_srtm, Bac_Franc_srtm, etc. Em seguida, deve-se extrair a imagem sombreada gerada pelo programa ENVI, para tal, inicialmente, deve-se adicioná-la à guia de Layers através do ícone. Feito isso, basta seguir o procedimento anterior e da mesma forma que as imagens classificada e SRTM, deve-se obter cinco produtos para a imagem sombreada, nomeando-os com referência à imagem mãe, como por exemplo, Bac_Par_sombr, Bac_Fran_sombr, etc. 49

51 Desta forma, teremos três arquivos Raster (um referente à imagem classificada, outro à imagem da SRTM e outro à imagem sombreada) para cada Unidade Morfoestrutural Analisando cada Unidade Morfoestrutural Já com as imagens individualizadas de cada morfoestrutura, partiremos para a identificação das formas esculturais, que segundo Ross (1992) são geradas pela ação climática no decorrer do tempo geológico e possuem dimensões e idade inferiores às das Unidades Morfoestruturais. Para a identificação das morfoesculturas, tomaremos como referência a diferenciação de sombra e rugosidade representadas pela imagem sombreada, correlacionando-a com os diferentes patamares altimétricos, ou seja, a partir das curvas de nível. Este procedimento requer a interpretação visual do mapeador, sendo que algumas feições estruturais por si mesmas já constituem unidades esculturais, como por exemplo, as Intrusões Dômicas/Ígneas. Outra forma de identificação das morfoesculturas é com o auxílio de perfis topográficos, importantes por representar um corte transversal da superfície demonstrando os diferentes padrões altimétricos ao cortar várias unidades de relevo. No tópico a seguir serão apresentados os procedimentos para a construção dos diferentes compartimentos morfoesculturais da Bacia Sedimentar do Paraná, sendo que, os procedimentos para as demais Unidades Morfoestruturais se assemelham à primeira, sendo, portanto, desnecessária a sua repetição em todos os tópicos. Porém, serão demonstrados os resultados encontrados para cada unidade Unidade Morfoestrutural Bacia Sedimentar do Paraná Para trabalhar com a Unidade Morfoestrutural Bacia Sedimentar do Paraná, é necessário ativar na guia de Layers os arquivos referentes à mesma, neste caso, a imagem classificada ( Bac_Par_class ), a imagem da SRTM ( Bac_Par_srtm), a imagem sombreada ( Bac_Par_sombr ) e as curvas de nível geradas no item 13 (as curvas não foram recortadas para cada morfoestrutura, pois não julgou-se necessário). Feito isso, sobreponha as curvas de nível à imagem sombreada, assim, identifique as diferenciações de sombra e rugosidade e associe-as com as curvas de nível que possam limitar essas diferenciações. 50

52 O ícone Identify permite a visualização dos atributos de determinado shape, desta forma, ao ser selecionado clique sobre a feição desejada e aparecerá uma janela com os seus atributos, faça isso para verificar as curvas de nível. A partir dessa interpretação, deve-se ficar claro o número de classes que existem dentro da morfoestrutura (Obs.: anotar as observações em um bloco de notas facilita o trabalho de correlação). É importante ressaltar que a interpretação pode exigir um tempo maior de execução Observando as figuras acima é possível identificar três classes altimétricas que diferenciam sombra e rugosidade. Sendo elas, 1: > 900 m, 2: m e 3: < 750 m. Este resultado é possível de ser verificado, também, por meio de perfis topográficos. Estes últimos são gerados a partir da imagem da SRTM por meio do ícone Interpolate Line. Ao selecionar este ícone, deve-se, primeiramente, escolher na opção Layer da barra de ferramentas, a imagem da SRTM, da qual deseja-se extrair o perfil topográfico. Após isso, deve-se clicar sobre a imagem da SRTM no ponto em que desejar iniciar o perfil a ser criado e, para finalizar, basta dar um clique duplo. Assim 51

53 feito, selecione o ícone Create Profile Graph gráfico do perfil. Pode-se criar quantos perfis forem necessários., que gera automaticamente o Ponto final Ponto inicial Compartimento 1 < 700 m Compartimento m Compartimento 3 > 900 m Deste modo, com três classes definidas, deve-se fazer uma reclassificação supervisionada a partir da imagem classificada. Para tal, prossiga até 3D Analyst Tools, em Raster Reclass selecione Reclassify. 52

54 Assim, abrirá uma nova janela intitulada Reclassify, na qual, em Input Raster deve-se selecionar a imagem classificada referente à Bacia Sedimentar do Paraná ( Bac_Par_class ). Em Reclass field deve-se deixar selecionada a opção VALUE. Na seção Reclassification, primeiramente, deve-se clicar em Classify, que abrirá uma nova janela, na qual deve-se proceder desta forma: em Classification > Method, selecione Equal Interval, depois, em Classes, escolha o número 3 (referente às classes identificadas anteriormente). Volte à Method e selecione Manual. Após isso, em Break Values, digite os valores das classes altimétricas escolhidas anteriormente (deve ser digitado o valor final de cada classe). Clique em Ok. O próximo passo, ainda na janela Reclassify, é a edição dos novos valores na coluna New values da seção Reclassification. Da mesma forma como no passo anterior, devem ser digitados os valores finais de cada classe, conforme especificado na figura a seguir. Em Output raster selecione o nome e o local de salvamento do novo arquivo. Clique em Ok e aguarde o processamento. 53

55 A imagem gerada deverá ser semelhante a esta: 54

56 O próximo passo é transformar essa imagem Raster em shapefile para que possamos editar os polígonos e acrescentar informações a eles. Para tal, na guia do ArcToolbox prossiga até Conversion Tools > From Raster > Raster to Polygon. Na nova janela, em Input Raster selecione a imagem (re) classificada anteriormente, em Field escolha VALUE e em Output polygon features escolha o local e um nome para o salvamento do novo arquivo shape. Clique em Ok e aguarde o processamento. Com o arquivo shape criado, pode-se observar que a imagem apresenta vários polígonos, sendo que, alguns representam a mesma unidade morfoescultural e outros, apesar de estarem na mesma classe altimétrica fazem parte de unidades diferentes. Obs.: É importante ressaltar que, apesar da classificação ter sido feita com base em três classes altimétricas, os compartimentos existentes podem ultrapassar este número, como 55

57 é o caso da Bacia Sedimentar do Paraná. Deve-se levar também em consideração, na identificação dos diferentes compartimentos, a localização, os fatores condicionantes, entre outros. Para editar os polígonos lhes conferindo informações distintas é necessário, primeiramente, inserir uma nova coluna na tabela de atributos do shapefile em questão. Para tal, na guia de Layers clique com o botão direito do mouse sobre o arquivo shape, selecione Open Attribute Table > Options > Add Field. Na nova janela, em Name deve-se nomear a coluna, neste caso Morfoescul, em Type selecione Text e clique em Ok. Pronto, a nova coluna será adicionada. Anteriormente ao início da edição, deve-se possuir esquematizada, a nomenclatura dos diferentes compartimentos morfoesculturais. Para este tutorial, foram definidos os compartimentos esculturais da seguinte maneira: a) a área correspondente à classe altimétrica < 750 m foi dividida em duas unidades morfoesculturais: ao norte, percorrendo o vale do Rio Araguari, foi definida Unidade Morfoescultural Canyon do Rio Araguari, e a maior parte ao sul, foi nomeada Unidade Morfoescultural Planalto do Rio Grande; b) a área correspondente à classe altimétrica m também foi dividida em duas unidades: ao norte, a área que percorre o vale do Rio Araguari, foi definida também como Unidade Morfoescultural Canyon do Rio Araguari e, ao sul, como Unidade Morfoescultural Planalto Dissecado; c) a área correspondente à classe altimétrica > 900 m foi definida como Unidade Morfoescultural Planalto Tabular. Essa classificação levou em consideração os atributos morfométricos, relacionados aos valores topográficos, e os atributos morfológicos, relacionados à geometria/tipologia das formas. 56

58 Na sequência, na barra de ferramentas, em Editor, clique em Start Editing e escolha o arquivo shape que se deseja editar. Abra novamente a tabela de atributos e acrescente as informações referentes a cada polígono na coluna previamente criada ( Morfoescul ), ou seja, o nome do compartimento morfoescultural. Salve suas edições em Save Edits na barra Editor e saia do modo de edição em Stop Editing. Como, provavelmente, seu arquivo shape possuirá muitos polígonos representando a mesma informação, utilize a ferramenta Dissolve, explicada na página 30 deste tutorial, para generalizar os polígonos semelhantes, escolhendo como atributo comum entre eles a coluna Morfoesc. O resultado final deve ser semelhante a este: Unidade Morfoestrutural Bacia Sedimentar do São Francisco A Unidade Morfoestrutural Bacia Sedimentar do São Francisco ocupa uma pequena área a nordeste do mapa, isto fez com que a diferenciação de morfoesculturas se tornasse limitada. Portanto, foi possível identificar nessa área a Unidade Morfoescultural Depressão do Rio Paranaíba, levando em consideração a altimetria rebaixada e a posição no Vale do Rio Paranaíba. O resultado deve-se assemelhar a este: 57

59 Unidade Morfoestrutural Bacia Sedimentar Cenozóica Semelhante à anterior, a Bacia Sedimentar Cenozóica ocupa uma pequena área a sudoeste do mapa, corresponde aos depósitos fluviais cenozóicos existentes em um trecho das margens do Rio Grande, tendo sido identificada a Unidade Morfoescultural Planícies Fluviais, conforme a figura a seguir: Unidade Morfoestrutural Faixa de Dobramentos Na Unidade Morfoestrutural Faixa de Dobramentos foi possível identificar, de acordo com os parâmetros de sombra e rugosidade, bem como pela análise do perfil topográfico, duas áreas distintas, uma com altitude > 1000 m e outra com altitude < 1000 m. Desta forma, foram definidas as Unidades Morfoesculturais Planalto Dissecado (Faixa Uruaçu) e Planalto Dissecado da Serra da Canastra Unidade Morfoestrutural Intrusões Dômicas/Ígneas A Unidade Morfoestrutural Intrusões Dômicas/Ígneas apresenta distintamente, formas evidentes de relevo proporcionados pela ação intrusiva que foi responsável pelo soerguimento estrutural de estruturas em formas de chaminé, remontando 58

60 posteriormente formas de relevos circulares (Ferreira, 2005). Desta forma, na área de estudo, encontram-se as Unidades Morfoesculturais Domo de Tapira, Domo de Araxá, Domo de Salitre, conforme observa-se na figura seguinte: 5.5. Finalizando o mapa de Unidades Morfoesculturais Para visualizar o mapa completo de Unidades Morfoesculturais, basta selecionar na guia Layers todos os shapefiles referentes às Unidades existentes já classificadas. Desta forma, na vista do ArcMap deverá aparecer uma imagem semelhante a esta: 59

61 6. CRIAÇÃO DE LAYOUTS DE IMPRESSÃO/VISUALIZAÇÃO Os Layouts de mapas são importantes para melhorar a visualização e a apresentação do seu mapa. Em um Layout de impressão/visualização devem constar informações básicas sobre determinado mapa, a saber: título, legenda, rosa-dos-ventos, escala, coordenadas, informações de autoria, fonte, figuras externas, entre outros. Para a criação de Layout no ArcGis, devem-se seguir alguns passos: Primeiramente, deve-se ajustar a imagem na vista do ArcMap de modo que ela apareça inteira ao máximo. É necessário configurar o tipo de página para impressão. Para tal, na barra de ferramentas superior, em File, selecione Page and Print Setup. Abrirá uma nova janela, na qual, em Paper > Size, selecione o tamanho do papel que se deseja fazer a impressão, e em Orientation selecione a orientação do papel, a preferência é Landscape (Paisagem). 60

62 Deve-se melhorar a redação dos shapes na guia de Layers, para que apareçam na legenda adequadamente. Por exemplo: se o shape referente à hidrografia está nomeado rec_hidro, deve-se editá-lo e renomeá-lo Rede Hidrográfica, etc. Para entrar na tela de Layout, prossiga até a barra de ferramentas superior, em View clique em Layout View ou selecione na barra inferior da vista do ArcMap o ícone. Já na tela de Layout, é possível inserir os elementos citados anteriormente: título do mapa, legenda, rosa-dos-ventos, escala, coordenadas, informações de autoria, fonte e figuras externas. A maior parte destes elementos é inserida através do comando: barra de ferramentas superior > Insert. Inserir o Título do mapa. Inserir autoria, fonte, informações adicionais. Inserir Legenda. Inserir rosa-dos-ventos. Inserir escala gráfica. Inserir figuras externas. As coordenadas podem ser inseridas através do comando: barra de ferramentas < View > Data Frame Properties, abrirá uma janela, na qual, deve ser selecionada a aba Grids. Prossiga até a opção New Grid e em Which do you want to create? selecione o tipo de grade que se adéqua ao seu mapa, neste caso, é a opção Measured Grids: divides map into a grid of map units (referente ao sistema de coordenadas planas). O próximo passo é escolher o tipo de aspecto que se deseja inserir no mapa, em Appearance há três opções: uma grade retangular ( Grid and labels ), marcações em ponto (Tick marks and labels ) ou nenhum desses (Labels only). Em Intervals deve-se digitar os intervalos desejados para as coordenadas, ou simplesmente deixá-lo de acordo 61

63 com o que o programa colocou. Clique em Avançar. Na opção Axes, a critério do usuário, pode se selecionar ou não as opções que estabelecem eixos às coordenadas. Da mesma forma, no próximo passo, o usuário pode escolher se deseja contornos às coordenadas ao selecionar as opções de Measured Grid Border e Neatline. Clique em Finish e dê Ok. Nota sobre a legenda: A legenda específica oferecida pelo programa não satisfaz as necessidades de apresentação das informações contidas no esboço geomorfológico criado. Desta forma, será necessário, exteriormente ao ArcGis, criar uma legenda diferenciada, conforme a seguinte: Esta legenda foi criada no Microsoft Word como tabela comum, foi transformada em figura e suas cores foram editadas no programa Adobe Photoshop 7.0.1, de acordo com a coloração do mapa original do ArcMap. Após ter criado tal legenda, deve-se importála para o ArcMap através da opção citada anteriormente: Picture (Inserir figuras). Deste modo, quando da inserção da Legenda normal pelo programa ArcGis, deve-se selecionar apenas os shapes referentes às Convenções Cartográficas, como por exemplo, a Rede de Drenagem e as Represas. Após a execução dos passos citados neste tópico, o Layout do seu mapa estará pronto. Então, na barra de ferramentas > File, selecione Export Map para exportar o seu mapa com outras extensões. A seguir uma demonstração de um Layout já produzido. 62

64 Esboço Geomorfológico da Folha SE-23-Y-C - Uberaba , , , , , , , , µ , , Convenções Cartográficas Represas , , , , , , , , Legenda Rede Hidrográfica , , , , , , Km Autora: Thallita Isabela Silva Laboratório de Geomorfologia e Erosão dos Solos - LAGES IGUFU,